提高感应电炉炉龄实用的技术

提高感应电炉炉龄实用技术

电炉炉衬的使用寿命对于需要连续大规模生产的冶金、铸造企业来说具有重大意义。我公司使用无芯感应酸性炉衬电炉(先是1．5 t工频炉，后为2 t、3 t中频电炉)熔炼灰铁和球铁铁液，炉衬寿命平均达到400次以上，最高达到620炉(按总出铁量除以电炉额定铁液容量计算)。达到电炉的高炉龄是一个系统工程，

必须做好以下各方面的工作。

1 筑炉前期工作

包括水冷、感应线圈、磁轭、支撑胶木、绝缘涂料、耐火胶

泥的检查和处理。

1．1 要求

各个部件之间必须连接稳固，通电元件之间必须部件本身无隐患、保持规定的距离，通水元件本身及连接无渗漏；通电线圈上必须无多余金属残留物且涂刷专用线圈涂抹料(绝缘材料)；线圈内侧圆周之间必须要涂抹专用耐火胶泥，耐火胶泥在线圈内部形成的柱(锥)面必须光滑，不允许出现凸凹点、在线圈每匝之间形成良好的连续填充；凡涂抹料、耐火胶泥在筑炉前必须干燥，可以自然停留24—48h晾干，也可以晾干12h后置人坩埚模小功

率10kW左右烘烤1～2h烘干。

1.2 目的

达到尽量减少因为炉体的绝缘(胶木发烟、匝间短路和感应线圈吸附铁豆)、漏电、炉体内圆柱(锥)面影响炉衬自然收缩产生裂纹等意外事故，而导致的必须或者难以判断的停炉、拆炉。

2 筑炉工序

包括筑炉准备工作、筑炉操作两个步骤。

2．1 筑炉准备工作

2．1．1 筑炉工具

一般要用到以下三种工具：耘松叉、捣固叉、捣固锤和通用

的连接棒、电振动器等。

(1)耘松叉：因为并排几个铁齿较短(一般常为40～50mm)、较细且端部较尖，主要用于把加入坩埚四周的炉衬材料耙匀并预叉实，在加入后一层炉衬材料之前把前一层筑好的炉衬上表面耘松

约20mm。

(2)捣固叉：一是要求齿的分布形状与坩埚圆周仿形，便于叉到坩埚模的边沿部位；二是叉齿的长度应比较适中，达到电振动器传输冲量到前一层与本层的交接处又不至于影响效率，取

100～120mm的齿长较合适。

(3)电振动器：拉法基乐法耐火材料(上海有限公司)和美国

联矿生产的电振动器性能卓越，比一般的气动、手动筑炉振动效果好得多且效率高；另外，乐法提供的不用叉、锤，在坩埚壁上三个振动点的新式电振动器更具有效率极高、炉衬整体均匀优质

的特点。

2．1．2 坩埚模

额定3 t以内一般为5～6 mm的A3钢分段焊接而成。1．5 t 以上的电炉坩埚模一般是在烧结阶段被熔化，因为这个规格以上的坩埚模即使加大斜度也难以拔出，即使拔出也很可能拉裂炉壁，烘烤烧结效果(特别是均匀性)比不上熔掉坩埚模，否则将得不偿失。另外其结构特点将对炉衬寿命有直接影响。

(1)坩埚模主体圆周：这一段可以根据线圈处内面耐火胶泥层的形状(炉衬推出式一般从炉底至炉口有一定便于炉衬推出的斜度)，保持一定炉衬厚度而让坩埚此段随形，也可以以保证最薄位置的安全厚度将此段做直。根据使用中此段的侵蚀状况而将坩埚此段在电炉厂家规定的坩埚圆周尺寸上每边缩小10 mm～15

mm。

(2)坩埚模高度的确定：一般认为，底部炉衬厚度以达到高过最下面一匝感应线圈为基准，但是在实际过程中应充分考虑以下因素：熔化效率、熔炼材料、中／工频炉的炉衬侵蚀部位。一般情况下生产灰铁或者球铁的中频炉的炉底侵蚀不大(大约30～50 mm)，可以按压着最下面一匝感应线圈上沿为准，而工频炉的炉底侵蚀比较严重(往往达到100 mm以上)，这就要求将工频炉的

炉底比同规格的中频炉炉底炉衬厚50～100 mm，整个坩埚模的高度应为炉底炉衬上平面至炉沿平面垂直高度距离加上高过炉沿平面约50 mm的高度，这个高度有利于后面的满炉铁液烧结炉衬，具体高度以不影响合上炉盖准。

(3)转角处的尺寸和形状：这是至关重要的。因为灰铁、特别是球铁在高温(1 500～1 550℃)下此处易产生“大象脚”侵蚀，而且此处的耐火胶泥层直径也较小，所以此处是可能穿炉的“薄弱环节”。这个地方的转角应该平缓，转角梯度由一次改为不低于二次，而整体炉衬应该加厚是一个基本方向。

(4)钻排气孔和底部形状：在坩埚模底及侧壁上应按200—300 mm的间距钻出呈菱形分布的小孔，这有利于烘烤阶段炉衬材料中水分的排出和增大电阻，提高发热烘烤效果。孔的直径在3 mm左右较好，太小则排气效果不好，太大则导致筑炉时炉衬材料从孔中大量喷人。坩埚模底部平面不能向内凹进，最好水平，要么由中心向外凸出1 mm左右，以免筑炉后底部有气隙和结构性应力导致烘烤烧结时“底爆”。

(5)其余：焊缝必须打磨光滑不留锐角；坩埚的外圆尺寸公差及同心度严格限制在5 mm以内；备用坩埚模应在使用前除锈。

2．1．3 筑炉材料

这里指的是炉衬材料，熔炼灰铁、球铁铁液一般选用二氧化硅为骨料配粘结剂硼酸等的酸性炉衬。材料的好坏是决定炉衬寿命的第一要素，对此有以下要求。

(1)用量不大的可以自己配制

①石英砂成分ω为：SiO2>99％，

CaO<0．5％，MgO<0．5％，FeO<0．5％，Al2O3 <0．5％，H2O<0．5％。

②配方

目数：6～8、10～20、40～70、200及以下；比例：分别为

30％、20％、30％、20％。

另外加入2．0％～2．2％未潮解的过筛硼酸；对上部(感应线圈最上面一匝平面以上)“炉领”炉衬材料最好适量加入模数

在2．2～2．8的水玻璃。

③混制：首先对石英砂进行磁选，再把各种目数的石英砂按以上配比加入，用铁铲翻转均匀；按以上配比加入硼酸，再翻转均匀，最后用手再次搓匀。混制炉领炉衬材料时硼酸加入量取下限，与水玻璃同时加入并翻转均匀和用手搓揉，水玻璃的加入量以硅砂的粉尘全部变潮、手捏不成团为准。否则，加入过多炉领

处易开裂。

(2)用量较大且需要连续生产时最好选取专业炉衬材料厂配

制好的“干打料”。对此作以下说明。

①供应商和炉衬材料种类、牌号的选择：外国厂家有联矿(天津)、拉法基乐法(上海)等，国内厂家有沈阳力达等；需要什么种类和牌号的材料只需要提供给供应商所在单位熔炼合金种类、

最高使用温度等参数即可。